熔盐换热器因其系统压力低、运行稳定以及经济性能好等特点在太阳能、核能和高温制氢等领域得到广泛应用。由于熔盐运行温度高，冷热流体温差大，导致熔盐换热器主要部件中产生的热应力不可忽略。本文采用流热固耦合方法分析U型管式换热器的温度场与应力场，首先运用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）分析获取了换热器主要热性能参数，并与实验结果进行对比，最大偏差约3.07%，验证了CFD流体仿真结果的准确性。在此基础上，对熔盐管壳式换热器运行工况下的传热过程进行了详细分析，获得换热器流场和温度场。最后，通过Ansys workbench有限元软件计算得到由流场、压力场和温度场耦合产生的应力场，并着重分析了与换热管及壳体相连接的管板的应力分布，给出了管板最高应力值及某些路径的应力变化规律。结果表明：应力较大的部位发生在管板的布管区与非布管的连接区域，位于近壳侧的换热管内壁处，距离管板下端面约2 mm的位置。可为熔盐换热器实际运行和结构设计提供重要参考。

液态燃料熔盐堆的堆芯流量分配设计是其热工水力设计中的重要一环，目的是实现堆芯流量分布与功率分布的匹配，消除堆芯内的热点，而堆芯的水力结构设计对堆芯流量分配起着决定性作用。本研究建立了液态燃料熔盐堆的1/12堆芯模型，使用ANSYS FLUENT16.0软件进行了三维流场数值模拟，通过调节上腔室高度、下降环腔宽度、下腔室结构和流量分配装置进行优化，最终实现堆芯流量分布与功率分布的匹配。结果表明：增加上腔室高度可以平衡内外通道的流量分布差异，改善流量分布均匀性；增加下降环腔宽度可以减缓环腔出口处的下腔室涡流，同时展平流量分布，使流量与功率更好的匹配；增设导流围筒的圆柱型下腔室结构可以更好的抑制下腔室涡流，同时使流量分布更趋于平缓。基于上述分析，最终确定了最优的半椭球型上腔室高度、下降环腔宽度、下腔室几何结构与尺寸等参数，并设置倾斜非均匀孔径分布的导流围筒。以上结果对液态燃料熔盐堆的工程优化设计具有参考价值。